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基于改进双闭环模糊PID控制算法的桥式起重机控制系统

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福建理工大学学报 2024年第3期22卷 258-266页

作者：张友渊刘丽桑柯程扬梁景润郭凯琪福建理工大学电子电气与物理学院福建福州350118 福建省工业集成自动化行业技术开发基地福建福州350118

针对起重机在吊装作业时产生的负载摇摆以及行车定位的问题,提出了一种改进双闭环模糊PID控制算法,利用拉格朗日方程建立工业起重机防摇摆及行车定位控制系统数学模型。将该算法运用在建立的模型中,并在Simulink仿真平台上分别设计了PI... 详细信息

针对起重机在吊装作业时产生的负载摇摆以及行车定位的问题,提出了一种改进双闭环模糊PID控制算法,利用拉格朗日方程建立工业起重机防摇摆及行车定位控制系统数学模型。将该算法运用在建立的模型中,并在Simulink仿真平台上分别设计了PID控制系统、模糊PID控制系统和改进双闭环模糊PID控制系统进行对比实验。仿真实验的结果表明,与PID控制系统以及模糊PID控制系统相比,改进双闭环模糊PID控制系统对摆角的抑制能力分别提高了32.6%、16.5%,对小车的位置调节时间分别减少了5.442、2.743 s,且无超调量。改进双闭环模糊PID控制系统的精确性更好、稳定性更强,可以更好地满足桥式起重机系统的控制要求。

关键词：桥式起重机防摇摆控制模糊PID控制 Matlab 拉格朗日方程

基于改进PID算法的钢铁行车系统建模与控制

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福建理工大学学报 2024年第1期22卷 47-53页

作者：陈家煜刘丽桑张友渊陈炯晖王晨曦福建理工大学电子电气与物理学院福建福州350118 工业自动化福建省高校工程研究中心福建福州350118 国网福建省供电有限公司霞浦县供电公司福建宁德355100

行车是钢铁物流过程中最重要的设备之一,其运行的稳定性、安全性至关重要。综合考虑了负载摆动对行车系统的影响,利用拉格朗日方程对钢铁物流行车系统进行动力学建模,分析了系统动能和广泛力,并搭建了滑轨行车仿真实验平台。针对传统比... 详细信息

行车是钢铁物流过程中最重要的设备之一,其运行的稳定性、安全性至关重要。综合考虑了负载摆动对行车系统的影响,利用拉格朗日方程对钢铁物流行车系统进行动力学建模,分析了系统动能和广泛力,并搭建了滑轨行车仿真实验平台。针对传统比例积分微分(PID)控制器在不确定、非线性系统中控制性能不理想的问题,采用模糊PID和误差反向传播(BP)神经网络自适应调整控制器参数,提高了系统的动态性和抗干扰性。将两种改进的智能PID控制算法与传统PID进行了仿真实验对比。结果表明,采用BP神经网络优化的PID控制器(BP-PID)和模糊PID性能均优于传统PID,且BP-PID的响应速度更快、鲁棒性更强。

关键词：行车拉格朗日方程动力学建模 PID控制仿真实验平台

带延时补偿的永磁同步电机自适应无差拍电流预测控制

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电机与控制应用 2024年第2期51卷 123-133,I0001页

作者：何栋炜曾志伟蒋学程陈炜刘丽桑陈健福建理工大学电子电气与物理学院福建福州350118 闽江学院物理与电子信息工程学院福建福州350108

针对永磁同步电机(PMSM)的电流控制易受系统延迟、参数失配等因素影响,导致电流跟踪性能下降的问题,提出一种带延时补偿的自适应无差拍电流预测控制算法。在传统无差拍电流预测控制器(DPCC)基础上,针对参数失配引起电流跟踪性能下降的问... 详细信息

针对永磁同步电机(PMSM)的电流控制易受系统延迟、参数失配等因素影响,导致电流跟踪性能下降的问题,提出一种带延时补偿的自适应无差拍电流预测控制算法。在传统无差拍电流预测控制器(DPCC)基础上,针对参数失配引起电流跟踪性能下降的问题,改进了基于仿射投影算法的模型自适应补偿方法,设计了一种具有延时补偿的自适应电流控制算法。最后通过仿真试验,验证了所设计的带延时补偿的自适应无差拍电流预测控制对系统参数失配具有自适应补偿能力,可以有效消除系统延时的影响,提高电流环跟踪性能。

关键词：永磁同步电机(PMSM) 参数失配无差拍电流预测控制(DPCC) 仿射投影算法

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二阶灰色神经网络在船舶横摇预报中的应用

船舶力学 2011年第5期15卷 468-472页

作者：刘丽桑彭侠夫厦门大学自动化系福建厦门361005

为了提高船舶的耐波性和适航性、对船舶横摇进行有效准确预报,提出了将灰色系统理论和神经网络进行有机结合的二阶灰色神经网络预报模型。介绍了二阶灰色预报模型,采用神经网络映射的办法构建灰色神经网络预报模型,并介绍了神经网络学... 详细信息

为了提高船舶的耐波性和适航性、对船舶横摇进行有效准确预报,提出了将灰色系统理论和神经网络进行有机结合的二阶灰色神经网络预报模型。介绍了二阶灰色预报模型,采用神经网络映射的办法构建灰色神经网络预报模型,并介绍了神经网络学习机制。另外,以某舰船横摇运动时间序列预报为例对模型进行仿真验证,有效改善了二阶灰色模型较大的预报偏差。仿真结果表明,GNNM(2,1)模型能准确预报船舶横摇运动,具有更高的预报精度和更好的数据稳定性。

关键词：灰色神经网络船舶横摇预报 GNNM(2,1)

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永磁同步电机改进非线性反步自抗扰位置控制

组合机床与自动化加工技术 2023年第7期 73-78页

作者：何栋炜林杭彬刘丽桑陈健曾志伟王佩福建工程学院电子电气与物理学院福州350118 福建工程学院福建省工业集成自动化行业技术开发基地福州350118 福建工程学院电子信息与电气技术国家级实验教学示范中心福州350118

为提高永磁同步电机(PMSM)位置伺服系统的性能,针对外部扰动及参数不确定性对控制性能的影响,提出一种改进的非线性反步自抗扰控制方法。首先,针对传统自抗扰位置控制器中反馈控制律的设计仅限控制增益已知的情况且其收敛性能有限的问题... 详细信息

为提高永磁同步电机(PMSM)位置伺服系统的性能,针对外部扰动及参数不确定性对控制性能的影响,提出一种改进的非线性反步自抗扰控制方法。首先,针对传统自抗扰位置控制器中反馈控制律的设计仅限控制增益已知的情况且其收敛性能有限的问题,基于反步控制及连续光滑非线性函数改进了控制律设计;其次,针对传统自抗扰控制器所采用的等效扰动估计方法性能有限的问题,引入朗道自适应观测器对扰动及参数分别辨识。仿真结果表明,所提出的非线性反步自抗扰控制方法有效地提高了永磁同步电机位置伺服系统位置的跟踪收敛速度及跟踪精度,增强了系统对外部扰动及参数不确定性的自适应能力。

关键词：永磁同步电机位置伺服系统非线性反步控制朗道自适应观测器自抗扰控制

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约束条件下永磁同步电机的广义预测控制研究

约束条件下永磁同步电机的广义预测控制研究

作者：刘丽桑厦门大学

学位级别：硕士

随着我国工业的不断发展,伺服控制的应用愈加广泛,对伺服系统的要求越来越高。对于交流永磁同步电机伺服控制系统,已经有了成熟的控制策略,如矢量控制、直接转矩控制等,这些控制方法行之有效且在工业中取得了成功的应用。随着计算机技... 详细信息

随着我国工业的不断发展,伺服控制的应用愈加广泛,对伺服系统的要求越来越高。对于交流永磁同步电机伺服控制系统,已经有了成熟的控制策略,如矢量控制、直接转矩控制等,这些控制方法行之有效且在工业中取得了成功的应用。随着计算机技术的发展和控制理论研究的不断深入,人们的注意力也逐步转向智能控制策略。预测控制作为一种对模型的精确程度要求较低、鲁棒性强并适于计算机实现的控制算法,已经应用于一些工业过程当中,并显示出了强大的生命力。永磁同步电机是一个非线性、强耦合的控制对象。由于永磁同步电机应用工业环境复杂,传统的PID控制很可能在电机负载或电机参数发生变化时使控制系统动态特性变差,而这种电机负载或电机参数的变化却是不可避免的,这样就需要一种具有鲁棒性强的控制器来抑制参数变化对控制性能的影响。又因为实际工程中必须考虑将电机性能调整到允许限度之内使性能指标达到最优,因此研究有约束的永磁同步电机广义预测策略是有必要的。本文以永磁同步电机(PMSM)为研究对象,深入分析其内在电磁约束关系,建立了不同坐标系下的数学模型;并对永磁同步电机的矢量控制方法进行了分析,详细介绍了通过电流比较选择开关矢量的PWM发生方法和速度环调节器采用的预测控制方法;建立了PMSM的受控自回归积分滑动平均(CARIMA)模型,并对传统的广义预测控制进行改进,结合PID控制的反馈机制和GPC的预测机制,有效抑制了超调量,改善了系统的控制品质;引入了基于矩阵分解的有约束的广义预测控制策略,把约束优化加入控制性能指标中,并进行了仿真验证。实验结果表明算法有效,可避免边界约束带来的控制品质恶化,具有一定的理论研究和工程实践意义。

关键词：广义预测控制永磁同步电机约束优化

基于VMD-MWOA-ELM的日前光伏功率预测

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福建工程学院学报 2023年第3期21卷 269-276页

作者：刘丽桑郭凯琪陈健郭琳福建工程学院电子电气与物理学院福建福州350118 工业自动化福建省高校工程研究中心福建福州350118 国网福建省供电有限公司永春县供电公司福建泉州362600

为了提高光伏发电功率的预测精度,提出一种结合变分模态分解、多策略改进的鲸鱼优化算法和极限学习机的光伏日前预测方法。利用变分模态分解影响光伏功率的关键气象因素,获得不同特征规律的本征模态分量,降解了数据的随机波动性,减少了... 详细信息

为了提高光伏发电功率的预测精度,提出一种结合变分模态分解、多策略改进的鲸鱼优化算法和极限学习机的光伏日前预测方法。利用变分模态分解影响光伏功率的关键气象因素,获得不同特征规律的本征模态分量,降解了数据的随机波动性,减少了噪声的影响。引入鲸鱼优化算法,利用多策略改进的鲸鱼优化算法(MWOA)对ELM模型的权重和偏置系数进行优化,获得最终的光伏功率预测结果。仿真结果验证了所提方法的有效性与优越性。

关键词：相关性分析变分模态分解多策略改进的鲸鱼优化算法极限学习机光伏发电功率预测

融合优化A^(*)算法与动态窗口法的动态路径规划算法研究

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重庆理工大学学报（自然科学） 2022年第7期36卷 197-207页

作者：姚进鑫刘丽桑何栋炜陈健王斌徐辉郭江峰陈炜福建工程学院电子电气与物理学院福州350118 福建工程学院福建省工业集成自动化行业技术开发基地福州350118 福建工程学院电子信息与电气技术国家级实验教学示范中心福州350118

针对机器人路径规划对于全局最优性以及路径平滑度的性能要求,提出了一种新的基于跳点搜索的优化A^(*)算法和动态窗口法的融合算法。在跳点搜索法基础上,该融合算法设计了由曼哈顿和欧氏距离结合的新的距离评估函数对A^(*)算法进行优化... 详细信息

针对机器人路径规划对于全局最优性以及路径平滑度的性能要求,提出了一种新的基于跳点搜索的优化A^(*)算法和动态窗口法的融合算法。在跳点搜索法基础上,该融合算法设计了由曼哈顿和欧氏距离结合的新的距离评估函数对A^(*)算法进行优化,以此获取全局路径信息;然后以动态窗口法为核心,快速地规划出一条具有高平滑度的全局最优路径。仿真实验表明:新的融合算法有效解决了优化A^(*)算法规划的路径转折处曲率非连续的问题,提高了路径的平滑程度和全局最优性。最后在搭建的实际环境中进一步验证了算法的有效性,对机器人导航与路径规划有一定的应用价值。

关键词：机器人路径规划动态窗口法跳点搜索法 A^(*)算法

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基于深度学习的PCB芯片极性检测算法

电子器件 2023年第3期46卷 764-770页

作者：王猛陈健万佳泽林丽何栋炜刘丽桑曹新容福建理工大学电子电气与物理学院福建福州350118 福建省信息处理与智能控制重点实验室计算机与控制工程学院闽江学院福建福州350121

印刷电路板芯片极性检测是印刷电路板缺陷检测的重要组成部分。针对传统印刷电路板芯片尤其是小型芯片的极性检测算法准确性的不足,提出一种基于深度学习的电路板芯片极性检测方法。该方法首先使用模板匹配对不同电路板上不同型号芯片... 详细信息

印刷电路板芯片极性检测是印刷电路板缺陷检测的重要组成部分。针对传统印刷电路板芯片尤其是小型芯片的极性检测算法准确性的不足,提出一种基于深度学习的电路板芯片极性检测方法。该方法首先使用模板匹配对不同电路板上不同型号芯片进行识别定位;其次,对电路板参考图像与待测图像进行配准、灰度化、二值化,并对两幅图像进行差分处理得到差分图;最后,结合芯片识别定位结果提取差分图中的芯片区域,并采用提出的卷积神经网络实现对芯片的极性检测。实验表明,所提方法比传统方法具有更高的检测准确率,准确率可达98.26%,满足工业检测精度需求。

关键词：电路板极性检测深度学习卷积神经网络